環(huán)保項目中的漿液管道及布置

朱進華

（中石化寧波工程有限公司，浙江寧波315013）

環(huán)保項目中的漿液管道及布置

朱進華

（中石化寧波工程有限公司，浙江寧波315013）

漿液管道在煤氣化、電廠煙氣脫硫等裝置中均有應用。以催化裂化裝置的脫硫漿液管道為案例，對漿液管道的布置及相關設備布置的特點進行了介紹。

漿液管道；布置；設計優(yōu)化

近年來，我公司承擔了多套催化裂化裝置煙氣脫硫脫硝工程的設計，特別是2014年執(zhí)行了一系列該項目群的詳細設計。從煙氣中脫除下來的催化劑顆粒（0～5μm粒徑占76%左右）形成的漿液，在除塵脫硫單元和脫硫廢水處理單元中大量存在。本文以脫硫廢水處理單元為對象，結(jié)合相關標準，對漿液管道及布置的特點進行介紹。

1　流程及設備布置

1.1流程說明

來自除塵脫硫單元的漿液經(jīng)過脹鼓過濾器過濾后，上層濾液進入氧化罐進行氧化處理，達標后廢水外排；濾渣進入渣漿緩沖罐分離、濃縮，再經(jīng)過進一步的脫水處理，形成泥渣外運（見圖1）。

圖1　脫硫廢水處理流程

1.2設備布置

本單元主要有18臺設備（攪拌器等輔助機械除外），布置在14.5m×7.5m的框架及周邊地面上。氧化罐、氧化風機落地布置，其它設備均在框架上。

設備豎面布置充分利用重力流，在框架上自上而下依次布置了脹鼓過濾器、渣漿緩沖罐和脫水機等設備，脫水后的濾渣從二樓掉落到地面設置的臨時堆渣場。為了使從脹鼓過濾器引出的上層濾液管線盡量短，3臺串聯(lián)的氧化罐緊靠框架平行布置（見圖2）。為保證2開1備的3臺脹鼓過濾器中的任意兩臺設備投用時，漿液能夠盡量均勻流動，采用“品”字形布置。

圖2　漿液管道布置

考查已經(jīng)開車的同類裝置的運行情況，發(fā)現(xiàn)渣漿緩沖罐和脫水機之間的渣漿泵對運行影響不大，有現(xiàn)場甚至直接將泵旁通，可以取消該泵。由于場地限制，設備布置沒有能夠為管道使用大曲率半徑彎管預留足夠的間距。

2　管道布置

漿液是固液兩相的混合物，其流態(tài)多變，必須在一定的流速下以保證相對穩(wěn)定的流動。在管道布置設計的過程中，除需滿足管道布置的一般規(guī)定外，在沖洗、放凈、取樣等方面都有特殊要求，以避免出現(xiàn)固體顆粒沉積、堵塞管道，減輕管道的局部磨蝕。

2.1設置沖洗措施

在漿液管道靠近設備進出口處設置沖洗、吹掃管線，以便漿液能全部從管道中排出。對管線上可能出現(xiàn)漿液集聚、堵塞的閥門、管件處也設置沖洗、吹掃措施。

根據(jù)工藝要求，本單元采用新鮮水沖洗方案。主要設備均設置了專門的沖洗管口，并配套設計了相關的管線。脹鼓過濾器需要根據(jù)滲透膜的內(nèi)外壓差設置反沖洗的時間，壓力表沒有直接安裝在設備管口上，而是調(diào)整到?jīng)_洗管線上，并保證和管口距離最短，在表后設置切斷閥。

2.2放凈的設置

為避免漿液管件中有死角，漿液管上不宜設置安全閥和壓力表，并盡量不設放空閥和放凈閥，僅在工藝有需要的地方設置放凈。與常見的放凈從主管的底部垂直引出不同，為防止堵塞，漿液管道的放凈需要從主管的底部切向引出，在水平段靠近主管安裝切斷閥（見圖3a）。

金屬管道可以比較方便地實現(xiàn)小口徑的等徑三通、大口徑的開孔焊；對較大口徑非金屬材料的玻璃鋼管道，如何實現(xiàn)主管底部切向接管是一個難點。最終方案為分支處使用等徑三通與底平偏心異徑管直連，在水平位置安裝切斷閥（見圖3b），并根據(jù)需要設置可靠支撐。

圖3　漿液管道的放凈設置

2.3取樣管的設置

項目中針對煙氣、漿液的監(jiān)測，設有多種在線分析系統(tǒng)及人工取樣點，本單元在氧化罐出口設有取樣口，用來分析介質(zhì)中懸浮物和化學需氧量，其介質(zhì)為含有少量固體顆粒的廢水，取樣口應設置在管道的側(cè)面[1]，以保證采集的樣品具有代表性。

在之前已經(jīng)開車運行的裝置中，出現(xiàn)過分析數(shù)據(jù)失真的問題，業(yè)主、廠家更多的是從分析儀表自身的角度分析原因，調(diào)試甚至更換儀表，但始終無法徹底解決問題。從現(xiàn)場資料看，存在取樣口接管從主管底部向下接出的情況，垂直取樣管堵塞后造成取樣不具有典型性，是數(shù)據(jù)失真的主要原因。

2.4調(diào)節(jié)閥組的布置

為減少漿液積聚，漿液管道上調(diào)節(jié)閥不宜設旁通管。根據(jù)工藝要求，本單元漿液管道的調(diào)節(jié)閥組需設旁通管?？臻g允許情形下，將調(diào)節(jié)閥與旁路布置在同一個平面上[1]；若空間不夠，則旁路閥布置在調(diào)節(jié)閥的下方。旁通閥與主管道之間的旁通管在滿足安裝、檢修的前提下，做到距離最短。

需要注意的是，若調(diào)節(jié)閥組布置采用前者，建議將放凈的方向和旁路管錯開布置。

2.5閥門選擇及安裝

針對漿液的特點，結(jié)合國內(nèi)外的做法及同類裝置的經(jīng)驗，在漿液管道關鍵部位的切斷閥選用刀閘閥，其提升式的閘板密封面，可刮除密封面上的粘著物，自動清理雜物；閥體密封面沒有凹槽，不產(chǎn)生積留物，能保證開啟靈活；硬質(zhì)合金密封面能保證密封耐磨的性能和要求。

部分廠家的閥自帶3～4個小口徑（一般為不大于DN15）的沖洗口，增加了現(xiàn)場管道施工的難度；同時，對于北方地區(qū)還存在管線伴熱保溫問題。有業(yè)主綜合考慮，采取類似軟管站的做法，預留專門沖洗水接口，設置臨時管線沖洗。

若在垂直管道上安裝閥門，發(fā)生固體顆粒沉降時，整個端面將完全堵塞；而在水平管道上，即使發(fā)生堵塞，也集中在底部，漿液仍有流通空間，因此漿液管道的閥門應該安裝在水平管道上。項目執(zhí)行中，若樓面上方?jīng)]有足夠的安裝空間，水平管線則從梁下穿過，再從下層樓面上設置操作平臺。

2.6彎頭選擇

漿液對管道拐彎處的沖擊要比純液體大得多，彎頭極易磨損；同時固體顆粒還易在拐彎處沉積而堵管。為有效降低局部阻力，減輕漿液的沖擊磨損，漿液管道的彎曲部分應采用大曲率半徑的彎管，彎管的曲率半徑不宜小于管道公稱直徑的4倍[1]。

受限于場地，項目中無法使用大曲率半徑彎管，而是采用了普通的長半徑彎頭。對玻璃鋼彎頭提出了加厚、耐磨的要求；并且要求玻璃鋼彎頭的連接形式按照《玻璃鋼/聚氯乙烯（FRP/PVC）復合管和管件》執(zhí)行，采用法蘭連接，以備堵塞時可以拆卸疏通。

3　總結(jié)

在漿液管道的設計過程中，需要符合管道布置的一般規(guī)定，又要特別注意其自身的特殊要求。隨著項目群的陸續(xù)建成以及開車運行，從施工、運行等各個階段獲得的經(jīng)驗，對后續(xù)項目的設計優(yōu)化將大有裨益。

[1]SH 3012-2011，石油化工金屬管道布置設計規(guī)范[S].

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.04.036

TQ055.8

B

1008-553X（2016）04-0098-02

2016-04-13

朱進華（1983-），男，大學本科，從事配管設計工作，0574-87974753，13301891170，zhujh.snec@sinopec.com。